Економічний ефект, цифрова трансформація та нормативне забезпечення інструментальних методів вимірювання трамвайної колії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Економічний ефект, цифрова трансформація та нормативне забезпечення інструментальних методів вимірювання трамвайної колії

Джабраілов Арсен Магомедович аспірант, Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова

Анотація

В статті розглянуті актуальні питання щодо заміни існуючих інструментальних методів вимірювання геометричних параметрів трамвайних колій на більш сучасні цифрові з обговоренням економічних переваг такого переходу. Обґрунтовано необхідність коригування існуючої нормативної бази з цього питання, приведення її у відповідність новим викликам галузі міського громадського транспорту. Доведено, що використання сучасних цифрових методів вимірювання зазначених параметрів надасть цілу низку економічних та технічних переваг: від точності та надійності вимірювань до усунення людського фактору і підвищення економічних параметрів функціонування трамвайних підприємств. Нові цифрові методи вимірювань, крім іншого, сприятимуть прийняттю обґрунтованих управлінських рішень щодо поточних ремонтів трамвайної інфраструктури, дозволять планувати технічне обслуговування трамвайних колій на основі повної картини фактичного стану, отриманого в режимі реального часу. В статті пропонується створити спеціалізовані диспетчерські центри, які мають стати зосередженням всієї фактичної та аналітичної інформації про поточний та можливий перспективний стан трамвайних колій, і які мають відігравати ключову роль у забезпеченні безпеки й надійності всієї транспортної системи наших міст, докладно описані функції диспетчерських центрів. В статті підкреслено, що важливо запровадити навчання та сертифікацію операторів, які використовують цифрове обладнання для контролю стану трамвайних колій, а нормативи мають бути гнучкими, із можливістю швидкої адаптації до нових швидко мінливих технологій та методів моніторингу. У висновку наголошено, що перехід до нових цифрових методів вимірювання параметрів трамвайних колій надасть значний економічний ефект трамвайним підприємствам, що буде виміряний не одним мільйоном гривень.

Ключові слова: трамвайні колії, рейковий електротранспорт, рухомий склад, транспортна інфраструктура, колієвимірювальні візки

Dzhabrailov Arsen Magomedovich Graduate student, O.M.Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv

ECONOMIC EFFECT, DIGITAL TRANSFORMATION AND REGULATORY SUPPORT OF INSTRUMENTAL METHODS OF

TRAM MEASUREMENT

Abstract. The article deals with the current issues of replacing the existing instrumental methods of measuring the geometric parameters of tram tracks with more modern digital methods, and discusses the economic benefits of such a transition. The need to adapt the existing regulatory framework to the new challenges of urban public transport is substantiated. It is shown that the use of modern digital methods for measuring these parameters will bring a number of economic and technical advantages: from the accuracy and reliability of measurements to the elimination of the human factor and the increase in the economic parameters of the functioning of tram companies. The new digital measurement methods will, among other things, facilitate the adoption of informed management decisions regarding the ongoing repairs of the tram infrastructure and allow the planning of tram track maintenance based on a complete picture of the actual state obtained in real time. The article proposes the creation of specialised dispatching centres, which should become a concentration of all factual and analytical information about the current and possible future state of tramways, and which should play a key role in ensuring the safety and reliability of the entire transport system of our cities, and describes the functions of dispatching centres in detail. The article stresses that it is important to introduce training and certification for operators using digital equipment to monitor the condition of tramways, and that regulations should be flexible, with the ability to adapt quickly to new, rapidly changing technologies and monitoring methods. In conclusion, it is emphasised that the transition to new digital methods of measuring the parameters of tram tracks will have a significant economic impact on tram companies, which will be measured in more than one million hryvnias.

Keywords: tram tracks, electric rail transport, rolling stock, transport infrastructure, track measuring trolleys

Постановка проблеми

Трамвайні колії в процесі експлуатації зазнають всіляких пошкоджень. В основному це розлади положення рейок за шириною колії та просідання. Для вимірювання геометричних параметрів трамвайних колій існує декілька інструментальних методів. Вони регламентуються рядом нормативних документів: ГСТУ [1], Правилами експлуатації трамваїв та тролейбусів [2], Галузевими комунальними нормами [3]. В документах зазначається, що перевірка технічного стану трамвайної колії «здійснюється за результатами візуального огляду і прямих вимірювань». Згідно з Правилами [2] обов'язковій перевірці підлягають цілий ряд геометричних параметрів трамвайних колій. Нормативний документ [3] встановлює засоби контролю, які має використовувати спеціаліст, що проводить інструментальні вимірювання параметрів трамвайних колій. При цьому спеціаліст має керуватися власним досвідом та навичками виявлення дефектів за допомогою візуального огляду. В такий спосіб деякі вимірювання виявляються із суттєвими похибками. Потім спеціаліст має власноруч вручну обробити отриману інформацію і скласти картки, акти і відомості огляду, передати їх у відповідні підрозділи підприємства.

Все це є застарілими, неефективними з економічної та технічної точки зору методами досліджень. трамвайна колія рейковий електротранспорт

В повоєнний період Україну чекає бум розвитку міського громадського транспорту. Будуть прокладені нові трамвайні колії замість пошкоджених від російської військової агресії, буде придбаний новий рухомий склад, відновлена власна транспортна інфраструктура трамваїв. Отже все це потребує нових методів (і засобів) контролю за улаштуванням та сталою експлуатацією трамвайних колій. Саме цим перетворенням та економічному ефекту від перетворень присвячена дана стаття.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Проблематиці утримання трамвайних колій в належному стані присвячена недостатня кількість оприлюднених наукових досліджень, і всі вони більшою мірою присвячені технічним аспектам зазначеної проблеми. Економічному ефекту від утримання трамвайних колій в належному стані присвячені роботи [4-6], де розглядаються переваги певних конструкцій будови трамвайних колій над іншими. Як саме інструментальні методи вимірювання параметрів трамвайних колій впливають на сталу експлуатацію трамвайних господарств наших міст і який від точності вимірювання буде економічний ефект - це нове слово в економіці транспорту.

Метою статті є позначити економічний ефект від впровадження цифрових методів інструментального вимірювання параметрів трамвайних колій та надати пропозиції щодо нормативного забезпечення цього процесу.

Виклад основного матеріалу

Сьогодні трамвайні господарства застосовують застарілі методи вимірювання геометричних параметрів трамвайних колій, що тягне за собою великі похибки, не точність вимірів та великий вплив людського фактору, тому що вимірювання часто залежать від кваліфікації та навичок працівника.

Сенс цифрової трансформації в інструментальних методах вимірювання передбачає перехід від традиційних аналогових інструментів та методів до сучасних цифрових технологій для збору, обробки та аналізу даних щодо геометричних параметрів трамвайних колій. Ця трансформація особливо

важлива для контролю стану трамвайних колій та підтримки безпеки й ефективності експлуатації громадського транспорту.

Однією з ключових складових цифрової трансформації є використання сучасних вимірювальних пристроїв. Нові технології та пристрої, такі як лазерні вимірювальні прилади, оптичні системи, ультразвукові сенсори, сучасні дефектоскопи, забезпечують точний та надійний збір даних про геометричні параметри трамвайних колій. Вони дозволяють виявляти навіть мінімальні дефекти та відхилення, які раніше могли залишитися непоміченими та вплинути на сталу роботу громадського транспорту.

Їх застосування має низку переваг та відкриває нові можливості.

По-перше, процес вимірювання параметрів трамвайної колії стає автоматизованим, а прив'язка до колійних координат робить процес вимірів швидким та зручним, бо візок для вимірювання може рухатись зі швидкістю до 25 км/год. без зниження якості збору даних.

По-друге, сучасні методи вимірювання передбачають великий перелік параметрів вимірювань - ширина та рівень колій, звуження й розширення колій, перекоси й плавні відхилення за рівнем колій, ненормативні відводи підвищення зовнішньої рейкової нитки в кривих, фіксація параметрів скріплень і стикових з'єднань, шпал, електричних з'єднань, спеціальних частин тощо. Підвищується зручність користування колієвимірювальними візками завдяки цифровим дисплеям, бо наочне відображення та запис результатів вимірювань спрощує процес роботи операторів одночасно підвищує ефективність їхньої роботи. Завдяки вбудованим акумуляторам подовжується час автономної роботи системи.

По-третє, підвищується точність та надійність даних, отриманих від датчиків колієвимірювальних візків, що дозволяє в подальшому працювати з чіткими параметрами трамвайних колій. Це, крім іншого, дозволяє уникнути людських помилок та підвищити ефективність вимірювань. Здійснення передачі даних в режимі реального часу дозволяє операторам оперативно отримувати інформацію, швидко реагувати на виявлені аномалії та негайно приймати заходи, миттєво передавати звіти та аналітику про стан всієї трамвайної мережі. Цей процес підвищує безпеку громадського транспорту та пасажирів.

Отже, цифрова трансформація процесу вимірювання геометричних та інших параметрів трамвайних колій важлива по кількох ключових аспектах. Вона сприяє підвищенню безпеки на громадському транспорті, підвищує якість транспортного обслуговування , забезпечує комфортне пересування для пасажирів. Завдяки цифровим технологіям, прискорюється та стає більш ефективним та точним процес вимірювань та обробки даних, що дозволяє швидко реагувати на виявлені дефекти. Цифрова трансформація описаного процесу сприяє впровадженню проактивного підходу, який дозволяє передбачати можливі дефекти та проводити планове та попереджувальне

технічне обслуговування трамвайної колії. Використання такого підходу приводить до зменшення витрат на технічне обслуговування та ремонт за рахунок впровадження превентивних заходів замість реактивних, що зазвичай є економічно вигіднішими.

Засоби передачі даних для колієвимірювальних інструментів грають ключову роль у забезпеченні ефективного контролю та моніторингу стану трамвайної інфраструктури. Використання технологій бездротового зв'язку (Wi-Fi, Bluetooth,), мобільних мереж (3G/4G/5G) дозволяє швидко передавати дані в режимі реального часу з шляховимірювального інструменту на приймальні пристрої - комп'ютери, сервери або хмарні сховища даних. Це дозволяє операторам та/або диспетчерам отримувати актуальну інформацію про стан трамвайної колії під час вимірювань, забезпечує доступ до інформації з будь-якого місця і дозволяє віддалено контролювати та аналізувати дані. Вбудований GPS-модуль у шляхових інструментах дозволяє визначати їхнє місцезнаходження й координати точок вимірювань. Це важливо для прив'язки даних до конкретних місць на лінії. Завдяки таким засобам передачі даних колієвимірювальні інструменти можуть надавати операторам та диспетчерам актуальну інформацію про стан трамвайної інфраструктури в режимі реального часу, що допомагає у виявленні потенційних проблем та прийнятті вчасних заходів для забезпечення безпеки та ефективності експлуатації транспорту.

Отримання цифрових даних дозволяє візуалізувати та аналізувати зібрану інформацію, що сприяє прийняттю обґрунтованих рішень, дозволяє планувати технічне обслуговування трамвайних колій на основі повної картини фактичного стану. Це допомагає уникнути несподіваних поломок та мінімізувати перебої у роботі. Миттєвий аналіз даних дозволяє зменшити ризик аварій та негайно вживати превентивні заходи для попередження серйозних проблем. Це особливо важливо для мереж швидкісного трамваю, де безпека пасажирів має високий пріоритет.

Для ефективної обробки та моніторингу даних, отриманих під час обстеження трамвайних колій (трамвайної інфраструктури), важливо створити спеціалізовані диспетчерські центри. Ці центри мають відігравати ключову роль у забезпеченні безпеки й надійності транспортної системи. Вони повинні виконувати наступні функції:

1. Збір та агрегація даних з різних джерел (датчики на об'єктах інфраструктури, колієвимірювальні прилади, візуальні спостереження тощо), що були отримані в процесі обстежень.

2. Обробка та аналіз даних з метою виявлення дефектів, пошкоджень або несправностей у трамвайній інфраструктурі. Формування баз даних.

3. Створення мап та схем, на яких відображені виявлені дефекти та проблеми, створення інформаційних моделей.

4. Моніторинг стану трамвайної інфраструктури, складання звітів для керівництва, керівників управлінь, служб, майстрів служб колії, інших

зацікавлених фахівців. Це дозволяє на різних рівнях оперативно реагувати на проблеми, що виникають або можуть виникнути.

5. Визначення складності ремонту та вартості на основі зібраних даних і створених баз даних, схем, моделей, звітів. Диспетчерські центри мають визначити складність ремонтних робіт і орієнтовну вартість відновлення інфраструктури. Дані оформлюються звітом та надаються керівнику.

6. Планування ремонтних робіт на основі наданих звітів. Диспетчерські центри можуть розробляти плани ремонтних робіт, визначати тип ремонту згідно чинних нормативних документів та визначати їх пріоритетність або послідовність. Диспетчерські центри служать центральними координаційними точками для керування бригадами, які виконують ремонтні роботи.

Вочевидь, цифрова трансформація приносить економічні вигоди, які докладніше будуть описані далі. Отже, досягнення економічного ефекту від цифровізації обстежень трамвайних колій та впровадження центрів моніторингу стану трамвайної інфраструктури обумовлене кількома факторами:

- попередження наднормового зносу та ремонт на ранніх етапах

виявлення дефектів трамвайних колій, коли ремонт є менш коштовним і менш трудомістким;

- регулярний моніторинг та своєчасний ремонт підвищують термін

служби трамвайної інфраструктури. Це означає, що трамвайна інфраструктура безпечно та ефективно використовується протягом довшого періоду часу, що зменшує капітальні вкладення;

- підвищуються строки експлуатації рухомого складу через

відсутність негативного впливу дефектів колії на колісні пари та інші агрегати вагону;

- зменшуються витрати на аварійний ремонт трамвайної інфраструктури, бо регулярне цифрове обстеження дозволяє вчасно виявляти та усувати дефекти та відпадає необхідність негайних витратних ремонтів колій, вагонів, контактної мережі;

- зменшуються економічні витрати, пов'язані з ДТП та травмами пасажирів та пішоходів, коли потрібно відшкодувати збитки та фінансувати медичні витрати, сплачувати страхові витрати;

- цифровий моніторинг дозволяє оптимізувати проведення

досліджень та зосередити ресурси підприємств на тих ділянках транспортної роботи, де вони дійсно необхідні, замість того, щоб витрачати кошти та зусилля на об'єкти, які вимагають меншої уваги.

Підвищення ефективності обслуговування колій, полягає в тому, що ремонтні групи можуть швидко реагувати на виявлені проблеми та оперативно їх вирішувати. Це дозволяє уникнути зайвих витрат та непотрібних затримок. Загалом система моніторингу стану трамвайної інфраструктури допомагає зменшити витрати на аварійний ремонт, подовжити тривалість служби трамвайної інфраструктури, підвищити безпеку пасажирських перевезень,

оптимізувати використання всіх видів ресурсів, що, без сумніву, веде до економічних вигод для міської влади, балансоутримувачів трамвайних господарств та міських громад загалом.

Для впровадження описаних вище перетворень необхідно змінити нормативну базу в сфері обстеження трамвайних колій. В процесі аналітичного дослідження з цього питання було виявлено, що нині спеціалісти-транспортники керуються рядом нормативних актів:

1. ГСТУ 204.04.05.005-2004. Колії трамвайні. Система технічного обслуговування та ремонту. Загальні положення. [1]

2. Наказ Міністерства інфраструктури № 36 від 03.02.2020 «Про

затвердження Правил експлуатації трамвая і тролейбуса». [7]

3. СОУ 60.2-33886519-0001:2006. Колії трамвайні. Порядок проведення технічного обслуговування та ремонту. [8]

4. ГКН 04.05.016-2003. Трамвайні колії. Технологічна карта на

виконання робіт пов'язаних з державним технічним оглядом. [3]

Однак ці документи не містять конкретних вказівок щодо інструментального контролю, інструментів, приладів або технологій для вимірювання стану трамвайних колій. Вони лише встановлюють загальні вимоги та граничні параметри, допустимі розміри для експлуатації колій та трамвайних систем, визначають правила і параметри, які мають бути враховані для забезпечення безпеки та надійності експлуатації колій, вимоги щодо мінімальних стандартів якості, допустимих відхилень від геометричних параметрів, граничних навантажень, наводять перелік робіт та вимог до технічного стану трамвайної колії при проведенні технічного огляду, порядок і періодичність проведення технічного обслуговування та ремонтів. Лише в документі [3] коротко описані інструментальні засоби контролю.

Оформлення документації за результатами технічного огляду трамвайних колій стисло згадані в документі [3], де є посилання на «Правила проведення державного технічного огляду об'єктів міського електротранспорту» [9], в яких наведена форма акту державного технічного огляду трамвайної колії, контактної мережі, тягової підстанції. Склад та зміст документів потребує перегляду та актуалізації з урахуванням сучасних методів та інструментів контролю. Нормативні документи були прийняті достатньо давно - в 1997 та 2003-2006 роках, вони поступово втратили актуальність і потребують замін.

Сьогодні трамвайні підприємства країни використовують традиційні (застарілі) методи вимірювань, а самі вимірювання та обстеження проводяться комісійно.

До сьогодні Україна не мала довгострокової практики використання спеціалізованих засобів чи автоматизованих систем для вимірювання параметрів трамвайних колій. Сучасні колієвимірювальні візки здебільшого

не використовуються українськими трамвайними господарствами. Вони не входять в стандартну практику контролю колій. Отже, відповідні згадки або вимоги до них відсутні в нормативних документах, які регулюють діяльність підприємств цієї галузі в Україні. Зараз колієвимірювальні візки, які є спеціалізованими технічними засобами для обстеження трамвайних колій, стають необхідністю.

Тому ми розробили пропозиції щодо змін у нормативних документах для врахування передових методів вимірювання та моніторингу в сфері, що досліджується.

Мета цих пропозицій полягає у забезпеченні відповідності нормативів сучасним вимогам та можливостям для ефективного контролю та моніторингу за станом трамвайних колій з використанням передових методів та технологій. Вони спрямовані на підвищення безпеки руху, зменшення витрат на обслуговування та дотримання сучасних стандартів якості пасажирських перевезень.

На нашу думку, стандарти та норми необхідно доповнити рекомендаціями щодо використання сучасного технологічного (цифрового) обладнання для обслуговування колій, зокрема для колієвимірювальних візків, які слугують інструментом (приладом) для моніторингу та контролю стану трамвайної інфраструктури. Нормативи повинні містити вимоги щодо обов'язкового та коректного використання інструментів (приладів) та обладнання для забезпечення уніфікації та точності вимірювань. Норми мають бути доповнені інструкціями з проведення обстежень колій за допомогою таких засобів. Треба встановити порядок та періодичність оглядів та перевірок за допомогою колієвимірювальних приладів в залежності від результатів обстежень та стану колії в попередні періоди та норми щодо здійснення контролю за їх станом. В нормативах також необхідно передбачити порядок обліку проведених вимірювань, надати форми звітності, визначити порядок оформлення документації за результатами технічного огляду на електронних носіях.

При проектуванні нових трамвайних мереж та реконструкції існуючих нормативи повинні враховувати можливість використання цифрових методів вимірювання та моніторингу з самого початку проектування та протягом усього періоду експлуатації.

Також важливо запровадити навчання та сертифікацію операторів, які використовують цифрове обладнання для контролю стану трамвайних колій.

Нормативи мають бути гнучкими з можливістю швидкої адаптації до нових швидко мінливих технологій та методів моніторингу.

Висновки

Отже, назріла невідкладна потреба в зміні існуючих методів вимірювання параметрів трамвайних колій. Перехід до нових цифрових методів вимірювання надасть значний економічний ефект трамвайним підприємствам, що буде виміряний не одним мільйоном гривень, зважаючи на дорогу трамвайну інфраструктуру, усуне значні похибки та позбавить негативного впливу людського фактору.

Крім того, необхідно змінити існуючу нормативну базу щодо інструментальних методів вимірювання трамвайних колій, доповнивши її всім необхідним комплексом щодо порядку дій при виконанні робіт, порядку складання документації та методів контролю.

Література:

1. ГСТУ 204.04.05.005-2004. Колії трамвайні. Система технічного обслуговування та ремонту. Режим доступу: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=79637

2. Правила експлуатації трамвая і тролейбуса з інформаційно-довідковими матеріалами. Харків : Золоті сторінки, 2020. 256 с.

3. ГКН 04.05.016-2003 Трамвайні колії. Технологічна карта на виконання робіт пов'язаних з державним технічним оглядом. Режим доступу: http://online.budstandart.com /ua/catalog/doc-page?id_doc=79644

4. Палант О.Ю., Джабраілов А.М. Економічні переваги конструкцій будови трамвайних колій. Економічний простір. 2021. № 171. С. 42-46.

5. Андреева Л.А., Свинцов Е.С., Тарасевич Е.А. Об экономической оценке эффективности использования безбалластного верхнего строения пути. Современные технологии - транспорту. 2017. С. 63-69.

6. Требования к современным путевым системам в отношении обслуживания и экономичности. Евразия-вести. 2010. № 4. С. 30-31.

7. Про затвердження Правил експлуатації трамвая і тролейбуса. Наказ Міністерства інфраструктури України від 03.02.2020 № 36. Режим доступу: https://ips.ligazakon.net/ document/RE34636

8. СОУ 60.2-33886519-0001:2006. Колії трамвайні. Порядок проведення технічного обслуговування та ремонту. Режим доступу: https://www.korpmet.org.ua/?page_id=772

9. Про вдосконалення системи державного контрою за технічним станом міського електротранспорту та забезпечення безпеки руху трамвайних вагонів і тролейбусів. Постанова Кабінету Міністрів України від 06.02.1997 р. № 149. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/ laws/show/149-97-%D0%BF#T ext

References:

1. GSTU 204.04.05.005-2004. Tram tracks. Maintenance and repair system. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=79637

2. Pravyla ekspluatatsiyi tramvaya i troleybusa z informatsiyno-dovidkovymy materialamy (2020) [Rules of operation of the tram and trolleybus with information and reference materials]. Kharkiv : Golden Pages. (in Ukraine)

3. GKN 04.05.016-2003 Tram tracks. Technological map for the performance ofworks related to the state technical inspection. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=79644

4. Palant O., Dzhabrailov A. (2021) Ekonomichni perevahy konstruktsiy budovy tramvaynykh koliy [Economic advantages of the construction structure of tram lines]. Economic space, no 171, pp. 42-46. (in Ukraine)

5. Andreeva L.A., Svintsov E.S., Tarasevich E.A. (2017) Ob ekonomicheskoy otsenke effektivnosti ispol'zovaniya bezballastnogo verkhnego stroyeniya puti [On the economic assessment of the effectiveness of the use of ballastless track superstructure]. Modern technologies - transport, pp. 63-69.

6. Trebovaniya k sovremennym putevym sistemam v otnoshenii obsluzhivaniya i ekonomichnosti. (2010) [Requirements for modern track systems in terms of service and economy]. Eurasia-news, no 4, pp. 30-31.

7. On the approval of the Tram and Trolley Bus Operation Rules. Order of the Ministry of Infrastructure of Ukraine dated February 3, 2020 No. 36. URL: https://ips.ligazakon.net/ document/RE34636

8. SOU 60.2-33886519-0001:2006. Tram tracks. Maintenance and repair procedure. URL: https://www.korpmet.org.ua/?page_id=772

9. On the improvement of the state inspection system for the technical condition of the city's electric transport and ensuring the safety of the movement of tram cars and trolleybuses. Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated February 6, 1997 No. 149. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/149-97-%D0%BF#Text

Размещено на Allbest.ru